《表4 时效硬化钢20CrNi3Mn2Al试棒离子渗氮试验结果》

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《时效硬化钢渗氮的尺寸变化》

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采用20CrNi3Mn2Al钢齿轮形状试件（如图1所示）进行渗氮工艺试验，并与小试棒试验进行对比。尺寸测量采用PEARL 754/T-P三座标测量机，结果如表5所示。对比表5与表4可见，同样的工艺和同样的渗氮层深，齿轮试件的结构特征、体积和表面积远大于小试棒，以520℃×40 h渗氮为例，190 mm齿轮外圆尺寸变量为0.08 mm，而16 mm试棒仅为0.01mm。齿轮试件外圆尺寸涨量为小试棒的3～8倍，表现为渗氮层和时效硬化的叠加效应，其中基体时效硬化对尺寸涨量起重要作用。表5表明改变渗氮工艺，增加渗氮层深，明显加大了渗氮尺寸变量，渗氮层深0.46 mm，外圆尺寸变量为0.08 mm，而渗氮层深0.90mm则外圆尺寸变量为0.154 mm，说明齿轮试件渗氮尺寸变量主要来自渗氮层的形成。